用于第一性原理材料模拟的Krylov变分量子算法
量子物理
2021-08-27 v2
摘要
我们提出一种在量子计算机上以连分式获得格林函数的算法，其基于使用变分量子算法构造Krylov基，并纳入Lanczos迭代格式。这使得量子算法能与第一性原理材料科学模拟相结合，正如我们在动力学平均场理论（DMFT）框架内所展示的。DMFT能对强关联材料进行定量预测，并依赖于格林函数的计算。在传统计算机上，希尔伯特空间随轨道数指数增长，将DMFT限制于小系统。量子计算机开辟了新途径，并可显著加速获取格林函数所需期望值的计算。我们将Krylov变分量子算法与DMFT结合，使用量子计算模拟器应用于电荷转移绝缘体LaCuO，并表明用8个量子比特可正确预测顺磁相的绝缘体材料性质。因此我们期望该方法非常适合于在近 term 量子硬件上对真实材料进行模拟。
引用
@article{arxiv.2105.13298,
title = {Krylov variational quantum algorithm for first principles materials simulations},
author = {Francois Jamet and Abhishek Agarwal and Carla Lupo and Dan E. Browne and Cedric Weber and Ivan Rungger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.13298},
year = {2021}
}